基于软交换的NGN长途网通信的研究

本文由prettystony贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 基于软交换的 NGN 长途网通信的研究 摘 要 21 世纪是高速发展的信息化时代， 因特网的迅速发展， 人类正已飞快的步伐迈入到 信息化社会当中。而原本以电路交换为基础的 PSTN 已经难以满足人们对话音、视频、 数据等新兴多媒体业务的巨大需要。 2010 年 1 月 13 日国务院总理温家宝主持召开国 务院常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合。由此看出， 传统的 PSTN 网络和 IP 网络的融合已成必然，而基于软交换的下一代网络技术以其独 特的优势并能够实现无缝化的融合已经成为各大国际标准化组织、电信运营商、设备厂 商研究的热门话题。 下一代网络（NGN—Next Generation Network），是以分组交换的 IP（IPv6）技术 为基础的，能够提供开放化的接口以满足不同电信业务需要同时能够利用多种宽带能力 和 QoS（Quality of Service）保证等多种传送技术，调整和优化网络结构，最大限度的 减少电信运营商的投资，满足日益增长的新业务需求，是未来电信运营商的主要发展方 向。 关键词：软交换，下一代网络，NGN，IPv6 The Study of Long Distance Communication Network of NGN Based on Softswitch Abstract The 21st century is the information age of therapid development, the fast pace of Internet's rapid development has made the human being into the information society. And PSTN which originally based on circuit-switched has been difficult to meet people huge emerging needs on multimedia services such as the voice, video, data. On January 13, 2010, Premier Wen Jiabao chaired a State Council executive meeting, decided to speed up the telecommunications network, radio networks and Internet triple play. This shows that the traditional PSTN network and IP network integration has become an inevitable, and next generation network technology based on Softswitch used its unique advantages to achieve seamless integration has become a hot topic for the major international standards organizations, telecom operators providers, equipment manufacturers. Next Generation Network (NGN-Next Generation Network), based on packet switching IP (IPv6) technology, can provide an open and interfaces to meet the different needs of telecom business, be able to use a variety of broadband capacity and QoS (Quality of Service ) guarantees and other transmission technology at the same time, and to adjust and optimize the network structure, minimize investment in telecommunications operators, to meet the growing demand for new business. This is the main development direction of the future of telecom operators. Keywords：Softswitch, next generation network, NGN, IPv6 ： 目 录 1 绪论 „„ 1 1.1 1.2 1.3 课题研究的背景及目的 „„ 1 国内外研究状况 „„ 2 论文构成及课题研究内容 „„ 3 2 下一代网络的概述 „„ 5 2.1 2.2 2.3 2.4 NGN 的定义 „„ 5 NGN 的体系结构 „„ 5 NGN 的特点 „„ 7 NGN 的优势 „„ 7 3 NGN 核心技术--软交换技术 „„ 9 3.1 3.2 3.3 3.4 软交换的概述 „„ 9 软交换的特点 „„ 9 软交换的主要功能 „„ 10 软交换的协议体系 „„ 12 3.4.1 SIP 协议 „„ 13 4 基于软交换的 NGN 长途网组网方案 „„ 16 4.1 4.2 4.3 各主要设备的介绍 „„ 16 组网方案的特点 „„ 17 组网方案中所面临的问题 „„ 17 4.3.1 4.3.2 QoS 问题 „„ 18 安全问题 „„ 19 结 致 论 „„ 21 谢 „„ 错误！未定义书签。 错误！ 未定义书签。 参考文献 „„ 22 1 课题研究的背景及目的 绪论 1.1 传统的PSTN网从建设到目前的成熟应用已经历了几十年的时间，它为我国电信网 络的发展做出了巨大贡献。虽然传统的基于电路交换的PSTN话音网，可以提供64kbit/s 的可靠的实时话音业务，但是由于其业务和控制都是由交换机来完成的，新业务的提供 需要较长的周期，难以适应越来越激烈的市场竞争。随着产业界融合的开始，电信网、 互联网、广播电视网开始融合，网络面临的负荷在不断增大，业务需求也趋于多样化。 此时，PSTN网的弊端也越发清晰。如何解决多个网络之间实现互通及业务融合，为广 大的用户提供更多更优质的多媒体服务，是现阶段电信运营商面对的最直接、最现实的 问题。对业务多样化的综合要求和为降低运营成本、优化网络结构、简化运营体系的要 求导致电信网必然要向新的网络发展。在这一发展背景下，基于软交换技术的下一代网 络（NGN，Next Generation Network）应运而生。NGN是电信史上的一块里程碑，它属 于一种综合、开放的网络构架，提供话音、数据和多媒体等业务[1]。 2007年四月初举办的全球NGN高峰论坛上，信息产业部副部长娄勤俭指出，下一代 网络从技术到产业化还有很多的不确定性，要注重这些技术、业务自身特点的扩展，以 及充分考虑三种技术的融合发展和新技术的互相采用。下一代网络已成为整个通信业发 展的热点，要进一步加大对NGN及其关键技术研发的支持。 特别是近几年来，随着我国新一轮电信重组的实施和3G牌照的发放，以软交换 （Softswitch）和分组交换（Packet Switching）技术为核心的NGN的发展和部署已经是 如火如荼的展开。全球各大电信运营商和设备提供商、标准组织以及业务应用开发商 都积极投身于NGN技术研究和网络的建设中，并且达成了共识，即通过向NGN的发展 必将全面提升电信网络的智能以及业务提供能力，从而形成高性能，可盈利的电信网 络新架构，大大增强电信网络作为全社会信息平台的支撑能力。可见，NGN将是推动 国内乃至全世界信息化社会快速发展的新动力。 1.2 国内外研究状况 1、NGN在国内的研究状况 自贝尔实验室1997年提出软交换（Softswitch）概念以来，基于软交换的NGN一直 是业界的热点。我国在20世纪90年代末开始NGN发展战略的研究。为了配合NGN在我 国的建设，中国通信标准化协会（CCSA）各技术工作委员会密切跟踪国际上NGN标准 的发展进程，研究制定我国NGN的相关标准，并积累了大量的资料和经验，取得了一定 的成绩。特别是在2007年1月，其与信息产业部电信研究院共同在北京承办了首次在中 国举办的ITU-T NGN GSI会议，得到了国内业界各个方面的大力支持。在最近的一次国 际电联标准化局（ITU-T）SG13的会议上，由中国主导的五项NGN标准首获通过，成为 国际标准。到目前为止，我国在NGN方面所完成的主要标准如下[2]： （1）接入网方面：主要是面向宽带的无线接入技术。目前正在对下述的标准进行 研究；第二代不对称数字用户线，ADSL2＋的技术，综合接入系统的技术要求，甚高速 数字用户线。 （2）传送网方面：光传送网体系、设备功能的特性，自动交换光网络的结构和要 求，自动交换光网络设备技术要求。 （3）软交换方面：网络总体组开展这方面的研究比较深入，已经制定了相应的标 准，设备规范、协议规范及业务规范有些完成了制订，有些正在制订之中。协议方面完 成的标准主要是媒体网关 MGCP 方面的技术要求、测试方法，还有承载无关的呼叫控 制规范等系列标准，另外还有控制传输协议、会话初始协议等。业务系列方面的规范， 主要是基于软交换的业务识别、业务技术要求，号码识别类型的业务、呼叫前转业务、 多方通话业务、点击拨号业务、视频多媒体业务等等。 （4）IP 与多媒体方面：NGN 将采用 IPv6，但并不排斥采用 IPv4。ITU 也在探讨引 入友好的 IP，以改进 QoS。IPv6 是目前各界关心的焦点，同时也是 NGN 的一部分，国 家正在启动 CNGI 的项目，目的是组建一个全国范围内的 IPv6 示范网络，推动 IPv6 的 产业化。目前完成的 IPv6 技术标准主要包括 IPv6 基本的协议，IPv4 向 IPv6 演进方面 的规定，双栈的一些设备规范。 （5）无线通信方面：3G 作为 NGN 的一部分，无线通信技术工作委员会已经完成 了 98 项，分 TD—SCDMA、CDMA2000、WCDMA 三类。这些标准正在做最后的审查 和修改阶段，即将报批。 可以看到，中国通信标准化协会在软交换，IPv6、接入、传送，3G 等方面对 NGN 标准的研究制订取得了一些可喜的进展，这些标准的出台为运营商做商用试验或者是做 一些技术实验，为厂家提供相关的设备都起到了很好的指导作用。 2、NGN在国外的研究状况 国际上研究NGN的四个大的标准化组织主要是：ITU、ETSI、3GPP和IETF。除此 之外还有美国的ATIS，中、日、韩CJK, 日本的NTT及韩国等国家也在积极开展NGN方 面的研究。从国外的有关NGN的研究与行动上来看，NGN包含的内容非常广泛，例如： IPv6 采用软交换技术的分组化的话音网； 以智能光网为核心的下一代光网络； 以MPLS、 为重点的下一代IP网；以及采用3G、4G的下一代无线通信网等等。一些行业组织和标 准化机构也启动了本领域的NGN网络技术研究，如：IETF的下一代IP网、3GPP与UMTS 论坛的下一代移动通信网、ITU-T的NGN Project 2004。 NGN代表着网络未来的发展方向，各个国家的政府都把对NGN技术的掌握视为提 升本国（或本地区）经济、增强竞争实力的重要内容。欧美在目前的5年计划FP5中，专 门设立一个关于NGN的项目NGNI，研究内容包括：QoS、IPv6、光网、接入网、有线 与无线的融合、内容与网络的管理、业务、卫星、移动通信、互操作性等不仅包括网络 技术的发展和演进，还包括业务需求与业务模型、管制政策等内容。另外，欧盟在2002 年底提出NGN 2010。NGN 2010比目前的NGNI又向前进了一大步，内容增加了：家庭 网络、NM（网管） 、AAA、DTV（数字视频广播） 、卫星、技术经济性等内容。 下一代网络(NGN)技术是ITU-T研究的一大热点[3]。为了加快NGN的研究和标准化 进程，ITU-T SG13继2003年9月的会议之后，于2004年1月和2月又召开了NGN课题报告 人联合会议(JRG-NGN)， 推出了11个NGN标准草案， 意在对NGN的研究方向、 框架体系、 业务需求、网络功能、互通、服务质量、移动性管理、可管理的IP网络和NGN演进方式 等各个方面提出总体要求，为世界各国的通信运营商和设备制造商提供网络发展和产品 研发的思路和依据。 1.3 论文构成及课题研究内容 本论文主要由NGN的结构功能特点，软交换技术，软交换技术在组建NGN长途网 所要面临的主要问题等部分组成。主要研究内容如下： 从整体上概括地介绍了NGN的基本体系构架，分析了NGN的基本的特点以及相对 传统网络的优势。然后，根据NGN的分层结构重点分析了控制层的核心技术之一，既软 交换技术。文中详细分析了软交换的定义，主要特点及主要功能，同时还介绍了软交换 所采用的主要协议的内容，重点介绍了SIP协议及其他几个协议。紧接着文章结合国内 外成功的案例， 特别针对软交换在组建NGN长途网所面临QoS问题,